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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895594]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 17 原子的形成使宇宙透明化 宇宙放晴
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当大爆炸发生38万年后，最早的原子问世。宇宙的温度降至3000K，氢原子可以形成，其不至于由于碰撞而破裂。此时，宇宙终于变得透明，光可以传播数光年而不被吸收。
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最古老的光
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让我们再次回到关于宇宙的过去的讨论上来。宇宙大爆炸发生后，早期宇宙是极高温度和极高密度的均匀气体，随着宇宙的膨胀，温度降低生成氦。这时宇宙中所有的中子都被锁定在氦原子核中。宇宙的温度继续降低，当温度降低到3000K以下时，原子核与电子复合生成氢原子并放出光。
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原子中带负电的电子围绕在带正电的原子核周围，原子的整体呈中性。这时宇宙中带电荷的粒子都消失生成中性原子，宇宙开始中性化。宇宙温度在3000K以上的时候，高温中带电荷的粒子运动，释放、吸收光，光与质子、电子频繁反复地碰撞，因此光不能直线行进。
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温度达到3000K以下，当大多数自由电子被原子核俘获后，在宇宙中交织的光和物质之间不再发生冲突，光就可以自由地在宇宙中传播，即宇宙对光来说变得透明了，这也是我们能够观察到的宇宙中最古老的光。这个阶段也叫作“宇宙的放晴”。
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宇宙微波背景辐射的由来
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大爆炸约38万年以后，宇宙的温度下降到大约3000K，电子和原子核结合为原子。电子的大量减少打破了热平衡的状态，大爆炸辐射出的射线可以随着宇宙的膨胀自由地传播出去，这就是宇宙微波背景辐射的源头。之后，宇宙不断膨胀，温度降低，辐射的射线的波长也不断变长，一直降低到微波的范围。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 回望宇宙“婴儿时代”
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微波背景辐射是宇宙大爆炸的“余烬”，均匀地分布于宇宙空间。测量宇宙中的微波背景辐射，可以回望宇宙“婴儿时代”的场景，并了解宇宙中恒星和星系的形成过程。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895595]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 18 宇宙开始的波动 COBE的发现
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马瑟和斯穆特领导的团组利用COBE卫星所进行的观测和研究，更精确也更全面地验证了宇宙微波背景辐射的两个特征，他们的工作使宇宙学的研究进入了“精确研究”时代。
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宇宙微波背景辐射的温度
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宇宙背景探测者（简称COBE）于1989年11月被送入太空。前面已经说过，正是借助COBE卫星，马瑟与斯穆特获得了2006年度的诺贝尔物理学奖。
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COBE首次完成了对宇宙微波背景辐射的太空观测，精确地测量出宇宙微波背景辐射各个波长的黑体谱形。利用太空的有利条件，它第一次完成了各个波长上的测量，弥补了过去由许多人的观测结果拼凑出并不完整的黑体谱这一遗憾。
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马瑟等人对COBE卫星测量结果进行分析计算后发现，COBE卫星观测到的宇宙微波背景辐射谱与温度为2.725K的黑体辐射谱非常符合，与大爆炸宇宙学所预言的结果非常一致。换句话说，他们更精确地验证了宇宙微波背景辐射的黑体谱形的特征。
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微小的温度波动
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在COBE卫星项目中，斯穆特主要负责测量微波背景辐射微小的温度波动。1992年4月，他激动地宣布了利用COBE卫星的观测结果，他发现了宇宙微波背景中的微弱的各向异性现象，这是在1亿光年大小的天区内的热和冷的变化。这些区域内的温度变化相对于平均温度为2.725K的微波背景来说，变化幅度仅有百万分之六。